JPWO2006070894A1 - 溶液の超音波分離方法とこの方法に使用される超音波分離装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の第1の重要な目的は、溶液から発生するミストに含まれる目的物質を効率よく回収できる溶液の超音波分離方法と超音波分離装置を提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、ミストに含まれるミスト成分を効率よく吸着剤に吸着させて回収できる溶液の超音波分離方法と装置とを提供することにある。
(1) 清酒、ビール、ワイン、食酢、みりん、スピリッツ、焼酎、ブランデー、ウイスキー、リキュール
(2) ピネン、リナロール、リモネン、ポリフェノール類などの香料、芳香成分ないし香気成分を含む溶液
(3) 飽和炭化水素であるアルカン、シクロアルカン、不飽和炭化水素であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくはエーテル、チオエーテルあるいは芳香族炭化水素のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合した物質を含む溶液
(4) 飽和炭化水素であるアルカン、シクロアルカン、不飽和炭化水素であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくはエーテル、チオエーテルあるいは芳香族炭化水素のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合体の少なくとも一つの水素原子もしくは官能基をハロゲンによって置き換えた物質を含む溶液
(5) 飽和炭化水素であるアルカン、シクロアルカン、不飽和炭化水素であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくはエーテル、チオエーテルあるいは芳香族炭化水素のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合体の少なくとも一つの水素原子もしくは官能基を水酸基によって置き換えた物質を含む溶液
(6) 飽和炭化水素であるアルカン、シクロアルカン、不飽和炭化水素であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくはエーテル、チオエーテルあるいは芳香族炭化水素のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合体の少なくとも一つの水素原子もしくは官能基をアミノ基によって置き換えた物質を含む溶液
(7) 飽和炭化水素であるアルカン、シクロアルカン、不飽和炭化水素であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくはエーテル、チオエーテルあるいは芳香族炭化水素のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合体の少なくとも一つの水素原子もしくは官能基をカルボニル基によって置き換えた物質を含む溶液
(8) 飽和炭化水素であるアルカン、シクロアルカン、不飽和炭化水素であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくはエーテル、チオエーテルあるいは芳香族炭化水素のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合体の少なくとも一つの水素原子もしくは官能基をカルボキシル基によって置き換えた物質を含む溶液
(9) 飽和炭化水素であるアルカン、シクロアルカン、不飽和炭化水素であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくはエーテル、チオエーテルあるいは芳香族炭化水素のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合体の少なくとも一つの水素原子もしくは官能基をニトロ基によって置き換えた物質を含む溶液
(10) 飽和炭化水素であるアルカン、シクロアルカン、不飽和炭化水素であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくはエーテル、チオエーテルあるいは芳香族炭化水素のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合体の少なくとも一つの水素原子もしくは官能基をシアノ基によって置き換えた物質を含む溶液
(11) 飽和炭化水素であるアルカン、シクロアルカン、不飽和炭化水素であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくはエーテル、チオエーテルあるいは芳香族炭化水素のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合体の少なくとも一つの水素原子もしくは官能基をメルカプト基によって置き換えた物質を含む溶液
(12) 前述の(3)〜(11)の溶液に含まれるいずれか一つ以上の原子を金属イオンによって置換した物質を含む溶液
(13) 先述の(3)〜(11)の溶液に含まれる分子のうち任意の水素原子、炭素原子もしくは官能基を(3)〜(11)の分子のうち任意の分子で置き換えた物質を含む溶液
(2) 所定の時間経過後、第1密閉室16A、416A、516A、616Aの開閉弁18、418、518、618と第2密閉室16B、416B、516B、616Bの吸引弁20、420、520、620を閉じて、第2密閉室16B、416B、516B、616Bの開閉弁18、418、518、618を開く。この状態で前段回収部8、48、58、68から供給される搬送気体は、第1密閉室16A、416A、516A、616Aに流入されることなく、第2密閉室16B、416B、516B、616B内に流入されて、第2密閉室16B、416B、516B、616Bに充填された吸着剤15、415、515、615に吸着される。
(3) 第1密閉室16A、416A、516A、616Aの吸引弁20、420、520、620を開いて、真空ポンプ17、417、517、617で第1密閉室16A、416A、516A、616Aから排気する。第1密閉室16A、416A、516A、616Aは減圧されて、吸着剤15、415、515、615からミスト成分が分離される。
(4) 第1密閉室16A、416A、516A、616Aの吸着剤15、415、515、615から分離されたミスト成分は、第1密閉室16A、416A、516A、616Aから排出されて冷却器21、421、521、621に流入され、冷却器21、421、521、621で冷却されて凝結し、凝集されて回収される。
(5) さらに、所定の時間経過後、第1密閉室16A、416A、516A、616Aの開閉弁18、418、518、618を開いて、第2密閉室16B、416B、516B、616Bの開閉弁18、418、518、618と第1密閉室16A、416A、516A、616Aの吸引弁20、420、520、620を閉じる。この状態で前段回収部8、48、58、68から供給される搬送気体は、第2密閉室16B、416B、516B、616B内に流入されることなく、第1密閉室16A、416A、516A、616A内に流入されて、第1密閉室16A、416A、516A、616Aに充填された吸着剤15、415、515、615に吸着される。
(6) 第2密閉室16B、416B、516B、616Bの吸引弁20、420、520、620を開いて、真空ポンプ17、417、517、617で第2密閉室16B、416B、516B、616Bから排気する。第2密閉室16B、416B、516B、616Bは減圧されて、吸着剤15、415、515、615からミスト成分が分離される。
(7) 第2密閉室16B、416B、516B、616Bの吸着剤15、415、515、615から分離されたミスト成分は、第2密閉室16B、416B、516B、616Bから排出されて冷却器21、421、521、621に流入され、冷却器21、421、521、621で冷却されて凝結し、凝集されて回収される。
(8) (2)〜(7)の工程を繰り返して、すなわち、開閉弁18、418、518、618を交互に開閉して、一対の密閉室16、416、516、616で搬送気体からミスト成分を分離する。
2、42、52、62…超音波振動子
3、43、53、63…超音波電源
4、44、54、64…超音波霧化室
5、45、55、65…回収部
6、46、56、66…移送ダクト
7、47、57、67…ブロア
8、48、58、68…前段回収部
9、49、59、69…吸着回収部
10、410、510、610…ポンプ
11、411、511、611…原液槽
12、412、512、612…冷却器
13、413、513、613…熱交換パイプ
14…冷却パイプ
15、415、515、615…吸着剤
16、416、516、616…密閉室
16A、416A、516A、616A…第1密閉室
16B、416B、516B、616B…第2密閉室
17、417、517、617…真空ポンプ
18、418、518、618…開閉弁
19、419、519、619…吸引ダクト
20、420、520、620…吸引弁
21、421、521、621…冷却器
622…温度制御部
623…熱交換器
624…加温機構
625…冷却機構
626…冷凍サイクル
627…制御弁
628…温水タンク
629…冷水タンク
630…コンプレッサー
631…放熱器
632…凝縮弁
633…吸熱器
104…超音波霧化室
105…回収部
W…溶液面
P…液柱
Claims (13)
- 超音波霧化室(4)で溶液を超音波振動させて搬送気体中にミストに霧化して、霧化されたミストを含む搬送気体を回収部(5)に移送し、回収部(5)において、溶液からミストになって霧化されたミスト成分を搬送気体から分離して回収する方法であって、
回収部(5)において、ミスト成分を含む搬送気体を吸着剤(15)に接触させて、ミスト成分を吸着剤(15)に吸着させる吸着工程と、吸着工程で吸着剤(15)に吸着されたミスト成分を吸着剤(15)から分離して回収する分離工程とで、搬送気体からミスト成分を分離すると共に、
分離工程の圧力を吸着工程の圧力よりも低くして、搬送気体からミスト成分を分離する溶液の超音波分離方法。 - 回収部(5)において、搬送気体を冷却器(12)で冷却してミスト成分を分離した後、搬送気体を吸着剤(15)に接触させて、ミスト成分を吸着剤(15)に吸着させる請求項1に記載される溶液の超音波分離方法。
- 分離工程において、吸着剤(15)を密閉室(16)に配置し、この密閉室(16)の搬送気体を真空ポンプ(17)で排気して密閉室(16)を大気圧よりも低い圧力に減圧して、吸着剤(15)からミスト成分を分離する請求項1に記載される溶液の超音波分離方法。
- 吸着工程において、吸着剤(15)を大気圧の密閉室(16)に配設して、搬送気体のミスト成分を吸着剤(15)に吸着させる請求項3に記載される溶液の超音波分離方法。
- 吸着工程において、吸着剤(15)を大気圧よりも高圧に加圧された密閉室(16)に配設して、搬送気体のミスト成分を吸着剤(15)に吸着させる請求項1又は3に記載される溶液の超音波分離方法。
- 吸着工程における吸着剤(15)の温度を、分離工程における吸着剤(15)の温度よりも低くしている請求項1に記載される溶液の超音波分離方法。
- 溶液が供給される超音波霧化室(4)と、この超音波霧化室(4)の溶液を超音波振動で搬送気体中にミストに霧化して飛散させる超音波振動子(2)と、この超音波振動子(2)に接続されて超音波振動子(2)に高周波電力を供給して超音波振動させる超音波電源(3)と、超音波振動子(2)で霧化されて搬送気体で移送されるミスト成分を吸着剤(15)に吸着させて搬送気体から分離する回収部(5)とを備え、
回収部(5)が、搬送気体を吸着剤(15)に接触させて搬送気体に含まれるミスト成分を吸着剤(15)に吸着させ、吸着したミスト成分を吸着剤(15)から分離して、搬送気体からミスト成分を分離する吸着回収部(9)を備え、
この吸着回収部(9)は、搬送気体を吸着剤(15)に接触させてミスト成分を吸着させる圧力よりも、吸着剤(15)からミスト成分を分離する圧力を低くして、搬送気体からミスト成分を分離するようにしてなる溶液の超音波分離装置。 - 回収部(5)が、搬送気体を冷却してミスト成分を回収する前段回収部(8)を備え、この前段回収部(8)でミスト成分の分離された搬送気体を吸着回収部(9)に供給する請求項7に記載される溶液の超音波分離装置。
- 吸着回収部(9)が、密閉室(16)に吸着剤(15)を充填しており、さらにこの密閉室(16)には真空ポンプ(17)を連結しており、真空ポンプ(17)が密閉室(16)から排気して、吸着剤(15)からミスト成分を分離する請求項7に記載される溶液の超音波分離装置。
- 密閉室(16)が、開閉弁(18)を介して超音波霧化室(4)に連結され、開閉弁(18)を開いて超音波霧化室(4)からミスト成分を含む搬送気体に密閉室(16)に供給して、ミスト成分を吸着剤(15)に吸着させ、開閉弁(18)を開いて密閉室(16)を減圧して、吸着剤(15)からミスト成分を分離する請求項9に記載される溶液の超音波分離装置。
- 一対の密閉室(16)に吸着剤(15)を充填しており、一対の密閉室(16)は開閉弁(18)を介して超音波霧化室(4)に連結しており、一方の開閉弁(18)を開いて密閉室(16)にミスト成分を含む搬送気体を供給し、他方の開閉弁(18)を閉じて密閉室(16)から排気して吸着剤(15)からミスト成分を分離し、開閉弁(18)を交互に開閉して搬送気体からミスト成分を分離する請求項10に記載される溶液の超音波分離装置。
- 吸着回収部(9)が温度制御部(22)を備え、温度制御部(22)は、搬送気体のミスト成分を吸着する吸着剤(15)の温度を、ミスト成分を分離する吸着剤(15)の温度よりも低く制御する請求項7に記載される溶液の超音波分離装置。
- 吸着剤(15)がゼオライト、活性炭、酸化リチウム、シリカゲルのいずれか、もしくはこれらの混合物であることを特徴とする請求項7に記載される溶液の超音波分離装置。
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